Нейробиология черепаховых муравьев значительно различается в зависимости от их специализированной роли в колонии, согласно исследованию, опубликованному 27 марта 2019 года в журнале открытого доступа PLOS ONE Дарси Грир Гордон из Бостонского университета, США, и ее коллег..
Колонии черепаховых муравьев (Cephalotes varians) социально организованы в несколько каст, которые различаются по поведению и фенотипу. К ним относятся стерильные второстепенные рабочие (которые выполняют большинство задач колонии), солдаты (которые используют свои замечательные пластинчатые головы для защиты входа в колонию, выступая в роли «живых дверей»), и гинекологи (способные к размножению самки, у которых одна и та же голова). превратитесь в солдат и используйте его для защиты в начале основания колонии).
В этом исследовании авторы исследовали, является ли нейробиология черепаховых муравьев кастовой. Они собрали как колонии с матками, так и фрагменты колоний (состоящие только из крылатых самок, солдат и рабочих) из красных мангровых зарослей во Флорида-Кис в марте 2015 года. препарировали мозг, визуализировали его и анализировали структуры мозга.
Гайны имели значительно больший общий объем мозга, чем солдаты и мелкие рабочие, чей объем мозга был схожим. У гинекологов и солдат также, как правило, были значительно большие области обработки изображений, чем у мелких рабочих. По сравнению с гинекологами и солдатами мозг мелких рабочих был больше в областях, обычно связанных с вычислительными возможностями, что может помочь рабочим в выполнении их разнообразных задач. Изучение синаптической структуры в областях, связанных с когнитивной обработкой, выявило различия между кастами: у несовершеннолетних синаптические комплексы меньше и крупнее, чем у гинекологов и солдат, которые не отличались друг от друга. Промежуточный вид мозга солдата указывает на то, что они имеют общие черты как рабочего, так и гинекологического, что может дать ключ к разгадке их эволюционного происхождения.
Авторы отмечают, что потенциальным ограничением исследования является то, что они брали пробы только у девственных гинекологов; Структура мозга гинекомастии может измениться при спаривании и основании колонии, и дальнейшие анализы могут изучить этот эффект. Тем не менее, эти результаты показывают, что нейробиология черепаховых муравьев различается в зависимости от касты, и в будущем они могут дать представление о том, как эти касты развивались.
Гордон добавляет: «Общества муравьёв демонстрируют чрезвычайное разделение труда, в котором размножаются только королевы, а стерильные рабочие, иногда разительно отличающиеся по размеру и форме, специализируются на таких задачах, как кормление грудью, добыча пищи, ведение домашнего хозяйства и защита. У черепах ant, Cephalotes varians, различия в размере и структуре мозга, которые обнаруживаются с помощью вычислительной нейровизуализации, отражают специализацию задач у маток, солдат и рабочих."